論文の概要: Zero-Knowledge Proof of Traffic: A Deterministic and Privacy-Preserving Cross Verification Mechanism for Cooperative Perception Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.07948v1
- Date: Wed, 13 Dec 2023 07:53:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 12:26:52.770780
- Title: Zero-Knowledge Proof of Traffic: A Deterministic and Privacy-Preserving Cross Verification Mechanism for Cooperative Perception Data
- Title（参考訳）: 交通のゼロ知識証明:協調知覚データに対する決定論的かつプライバシー保護的相互検証機構
- Authors: Ye Tao, Ehsan Javanmardi, Pengfei Lin, Jin Nakazato, Yuze Jiang, Manabu Tsukada, Hiroshi Esaki,
- Abstract要約: 本研究では、ゼロ知識の証明(zk-PoT)と呼ばれる新しい手法を提案する。
同じ車両に関する複数の独立した証明は、基底的真理、確率的、あるいは確率的評価に頼らずに、どの受信機でも決定論的に相互検証することができる。
提案手法は、ETSI(European Telecommunications Standards Institute)やISO(International Organization for Standardization)ITS(International Organization for Standardization)など、既存の業務に組み込むことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.919995199824006
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Cooperative perception is crucial for connected automated vehicles in intelligent transportation systems (ITSs); however, ensuring the authenticity of perception data remains a challenge as the vehicles cannot verify events that they do not witness independently. Various studies have been conducted on establishing the authenticity of data, such as trust-based statistical methods and plausibility-based methods. However, these methods are limited as they require prior knowledge such as previous sender behaviors or predefined rules to evaluate the authenticity. To overcome this limitation, this study proposes a novel approach called zero-knowledge Proof of Traffic (zk-PoT), which involves generating cryptographic proofs to the traffic observations. Multiple independent proofs regarding the same vehicle can be deterministically cross-verified by any receivers without relying on ground truth, probabilistic, or plausibility evaluations. Additionally, no private information is compromised during the entire procedure. A full on-board unit software stack that reflects the behavior of zk-PoT is implemented within a specifically designed simulator called Flowsim. A comprehensive experimental analysis is then conducted using synthesized city-scale simulations, which demonstrates that zk-PoT's cross-verification ratio ranges between 80 % to 96 %, and 80 % of the verification is achieved in 2 s, with a protocol overhead of approximately 25 %. Furthermore, the analyses of various attacks indicate that most of the attacks could be prevented, and some, such as collusion attacks, can be mitigated. The proposed approach can be incorporated into existing works, including the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) and the International Organization for Standardization (ISO) ITS standards, without disrupting the backward compatibility.
- Abstract（参考訳）: インテリジェントトランスポートシステム(ITS)におけるコラボレーティブな自動走行車にとって、協調的な認識は重要であるが、車両が独立して目撃しない事象を検証できないため、認識データの信頼性を保証することは依然として困難である。
信頼に基づく統計手法や妥当性に基づく手法など、データの信頼性を確立するための様々な研究がなされている。
しかし、これらの手法は、過去の送信者行動や、認証を評価するための事前定義されたルールなどの事前知識を必要とするため、制限されている。
この制限を克服するために,ゼロ知識交通証明 (zk-PoT) と呼ばれる新しい手法を提案する。
同じ車両に関する複数の独立した証明は、基底的真理、確率的、あるいは確率的評価に頼らずに、どの受信機でも決定論的に相互検証することができる。
さらに、手順全体を通して個人情報が侵害されることはない。
zk-PoTの振る舞いを反映した完全な単体ソフトウェアスタックは、Flowsimと呼ばれる特別に設計されたシミュレータで実装されている。
その結果,zk-PoTの相互検証比率は80～96%であり,その80%は2秒で達成され,プロトコルオーバーヘッドは約25パーセントであることがわかった。
さらに, 様々な攻撃の分析から, 攻撃の大部分を防止でき, 共謀攻撃など一部の攻撃を軽減できることが示された。
提案手法は,欧州電気通信規格研究所 (ETSI) や国際標準化機構 (ISO) ITS など,後方互換性を損なうことなく既存の業務に組み込むことができる。
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